スタンフォード大学の科学者たちは、実験室の電気遠心分離機の代わりに、スクラップ材料から作成し、「スピナー」および「ブザー」としても知られる子供の「スピナー」の原理に取り組むために利用できる自家製のデバイスを使用することを提案しました。 Nature BiomedicalEngineeringに掲載された記事。
実験用遠心分離機は、さまざまな密度の材料を分離するために使用されます。遠心分離機は、例えば、血液と血漿を分離するため、血液中の寄生虫を検出するため、またはDNAを沈殿させるために使用することができます。診断で遠心分離機が広く使用されているにもかかわらず、特に経済的に発展途上国では、そのような機器を常に使用できるとは限りません。第一に、遠心分離機は高すぎる機器である可能性があり、第二に、その操作のために主電源に接続する必要があります。また、常に可能であるとは限りません。これらの問題の両方を解決するために、新しい記事の著者は、自家製の手動遠心分離機を使用することを提案しました。
科学者たちは彼らの発明をペーパーフュージと呼んだ。この装置は、青銅器時代から人類に知られている「ねじれ」の原理に基づいて動作します。ディスクの中央にある穴にロープを通し、片側にねじります。その後、伸ばして解放するのに十分です。ディスクがさまざまな方向に高速で回転するようにロープ。
著者らは、2枚の紙ディスクから最初のプロトタイプを作成しました。そのうちの1枚の内面には、飲用チューブで作られたポケットを接着し、エポキシ樹脂で密封して試験管を保持しました。ディスクの内面にもテキスタイルベルクロを施し、ディスクの外側には、ねじったときに紙が破れないようにアクリルボタンを配置しました。同じ原理の2番目のプロトタイプは、3Dプリンターを使用して科学者によって作成されましたが、手動遠心分離機から試験管を取り外すことなく顕微鏡下に材料を置くことができるように、表示ウィンドウが個別に提供されました。
Paperfugeでヘマトクリット値を決定するのにかかる時間はわずか90秒です。
「紙フーガ」の効率をテストするために、著者は2つの実験を行いました。最初の実験では、ペーパーフュージを使用してヘマトクリット値を決定しました。ペーパー遠心分離機を使用して、90秒で血漿から血球を分離しました。サンプルの8回の検査では、正常範囲内のエラーが示され、分離された血漿を顕微鏡で検査すると、液体の純度が100％であることが示されました。
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2番目の実験では、科学者はマラリアの原因となる熱帯熱マラリア原虫と一緒に血液を使用しました。チューブを15分間回転させた後、蛍光顕微鏡により、チューブの上部（ディスクの中心に最も近い）部分に寄生虫の存在を確認しました。比較のために、科学者たちはまた、5分で血液を分離する約2.5千ドルの市販の遠心分離機を使用し、結果を比較した後、著者は、良好な定量的一致があったと結論付けました。
研究者の計算によると、1万部の大量生産で、1つの紙の遠心分離機のコストは20セント未満になります。同時に、実施された実験では、「製紙工場」は毎分最大125,000回転を開発し、理論上の限界は100万回転でしたが、エントリーレベルの電気遠沈管は通常、毎分最大5,000回転の速度に達することができます。分。また、著者らは、2つの診断手順の例を使用して、「製紙工場」が電気遠心分離機の代わりに使用できることを証明できたと述べています。
場合によっては、科学者は実験装置の必要性を排除するために他の方法を使用することに成功しました。たとえば、2015年に、クイーンズランド大学の研究者は、凝集を使用してDNAによって病原体を検出するための迅速なテストを開発しました。これにより、増幅器が不要になりました。このような検査は、現場での複雑な実験室検査に取って代わることができ、血液、唾液、または土壌のほぼすべてのサンプルからDNAを検出すると想定されています。
